污泥回流在污水處理廠的處理工藝中扮演著重要角色，其主要作用包括：
調節生物反應池的污泥濃度。通過調整污泥回流比，可以維持生物反應池中混合液活性污泥的適宜濃度。當污泥沉降性不佳時，增大污泥回流比可以幫助維持污泥濃度，確保污水處理效率。
促進污泥的再生。回流污泥在二沉池後進入內源呼吸期，此時污泥的活性可以得到恢復甚至強化。這種狀態的污泥與污水接觸後，其吸附、凝聚、沉降和降解性能得到充分發揮，從而加速活性污泥反應進程，提高處理效果。
應對進水負荷的變化。當進水負荷較高時，通過加大污泥回流可以稀釋水中的有機物濃度，減輕對生化池的衝擊。同時，快速將二沉池的微生物回流到生化池首端，提高處理效率。反之，在進水負荷低時，減少污泥回流以避免資源浪費和污泥老化問題。
減小回流污泥輸送過程中的流動阻力。降低污泥泵的運行電耗，節省運行費用。
保證生化池的污泥濃度。根據生化池中污泥量的多少調整回流比，保持適宜的污泥濃度。
通過這些作用，污泥回流有效地支持了污水處理廠的穩定和高效運行。